桉木基硬碳用作钠离子电池负极材料

作     者：刘金玉 卢明亮 范凤兰 焦连升 王丽 LIU Jin-yu;LU Ming-liang;FAN Feng-lan;JIAO Lian-sheng;WANG Li

作者机构：河北民族师范学院化学与化工学院河北承德067000 河钢集团承钢公司河北承德067002 

出 版 物：《化学工程》 (Chemical Engineering(China))

年 卷 期：2023年第51卷第3期

页      面：24-29页

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：河北省高等学校科学技术重点研究项目(ZD2021413) 承德市科学技术研究与发展项目(202006A117) 河北民族师范学院青年基金项目(QN2021001) 河北省高等学校科学技术研究项目(QN2022203)。 

主　　题：桉木 钠离子电池 硬碳 储钠行为 电化学性能 

摘      要：受到较低的初始库仑效率以及不同制备方法导致的储钠机制仍不清楚的限制,硬碳负极的在钠离子电池中的实际使用受到了较大限制。硬碳负极的储钠行为对于开发高效的钠离子电池很重要。利用裂解法合成了产碳率较高的桉木基硬碳材料,运用扫描电镜、高分辨率透射电镜、拉曼光谱、X射线衍射和氮气吸脱附探究了材料的表面形貌、物相结构以及孔径分布;通过恒电流充放电和循环伏安测试考察了材料的电化学性能。实验结果表明:随着碳化温度的升高,桉木硬碳的比表面积和层间距下降,有序度增加,电化学性能提高,裂解温度1100℃时,可以提供224 mA·h/g的比容量,初始库伦效率高达81%,0.1 A/g的电流密度下循环200次后的容量保持率高达96%,5 A/g电流密度下的可逆容量达164 mA·h/g。结果显示桉木硬碳负极储钠的方式主要是由钠离子在表面和缺陷处的吸附和石墨烯层间的嵌入共同决定的。